中空纖維膜生物反應(yīng)器組件局部污染特征分析及曝氣構(gòu)型優(yōu)化.pdf

1、針對膜生物反應(yīng)器(MBR)運行過程中膜污染和運行能耗高的問題，本論文對中空纖維膜生物反應(yīng)器中膜組件、反應(yīng)器構(gòu)型及曝氣方式這幾個方面進(jìn)行了優(yōu)化研究。
　　 首先，論文對中空纖維膜組件過濾特征進(jìn)行了分析，以實驗的方式對膜污染不均勻發(fā)展過程進(jìn)行了研究，通過對中空纖維在不同運行通量狀態(tài)下局部污染的過程分析得出以下結(jié)論：中空纖維膜組件膜污染過程呈現(xiàn)不均勻性和階段性。通過運用響應(yīng)曲面，對建立的中空纖維膜組件特定條件下膜阻力動態(tài)數(shù)學(xué)模型分析發(fā)

2、現(xiàn)，在次臨界通量狀態(tài)下，膜絲長度及運行時間均存在最佳值。在通量為16LMH時，此時膜絲長度及運行時間分別為0.43m、3.8h。而在臨界和超臨界狀態(tài)下，膜阻力與運行時間及膜絲長度成正比。
　　 其次，運用CFD對MBR曝氣構(gòu)型(“對齊”曝氣，“間隔”曝氣，“對齊”導(dǎo)流曝氣和“間隔”導(dǎo)流曝氣)進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析導(dǎo)流作用對曝氣效果的影響，對曝氣方式進(jìn)行了優(yōu)化。通過模擬分析得出以下結(jié)論：通過二維模擬發(fā)現(xiàn)，“間隔”曝氣時各氣水比的氣含

3、率均比“對齊”曝氣時大，其膜絲的抖動和吹掃不如“對齊”曝氣的效果好。當(dāng)氣水比為15:1時，反應(yīng)器內(nèi)氣含率分布均較大，流場內(nèi)的渦流均非常明顯，整個場內(nèi)形成了循環(huán)流動。通過三維模擬發(fā)現(xiàn)，“對齊”曝氣和“對齊”導(dǎo)流曝氣兩種反應(yīng)器構(gòu)型流場內(nèi)的氣泡軌跡傾向于流向膜組件中心位置，然后在膜組件頂端散開；導(dǎo)流作用對反應(yīng)器內(nèi)氣含率分布的影響不是很大，但對速度場分布特性影響顯著；對體積縮小1000倍的對齊導(dǎo)流小型模型裝置進(jìn)行了實驗驗證，表明與實驗結(jié)果基本相